不同绿化植物配置模式的滞尘能力及超细颗粒的干沉降速率研究

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城市森林和绿地对大气污染具有良好的消减和防控作用,植物叶片可以吸附大气中的颗粒物,减少颗粒物对大气环境的影响,进而改善空气质量。植物对大气颗粒物的去除会受到植物种类、植物配置、颗粒物浓度、植物叶面特性、气象条件等因素的综合影响。干沉降过程是植物净化大气的主要机制,而干沉降速率是衡量干沉降作用强弱的一个重要参数。本研究在西安市城市道路绿化带和校园绿地中选择不同植物配置的绿地进行颗粒物数量浓度的监测,分析不同植物配置模式绿地对颗粒物的消减作用以及颗粒物消减作用的影响因素。并以西安市常见绿化植物为研究对象,测定超细颗粒在不同植物叶面的干沉降速率,分析不同植物、不同叶面积指数、不同颗粒物浓度对植物叶面超细颗粒干沉降速率的影响。结果表明:(1)道路绿化带中植物叶片上表面滞留的颗粒物数量大于下表面,最高为14.1倍。植物叶面滞留的粒径小于1μm、小于2.5μm的颗粒物占总量的50.00~90.93%和78.57~97.50%,而粒径大于10μm的颗粒物最高占比为8.00%。道路绿化带中乔-灌、乔-灌-草复式配置模式对颗粒物的消减作用大于单一配置模式。当郁闭度为0.6~0.7、疏透度为0.2~0.4时,且在机动车道与非机动车道、非机动车道与人行道之间均布设复式配置模式的绿化带对颗粒物的消减作用较好。(2)从校园绿地选择的9种植物中,荷花玉兰、八角金盘、女贞和棕榈对PM的滞留量分别为4.55 g/m~2、4.39 g/m~2、4.30 g/m~2和4.25 g/m~2。其中女贞、荷花玉兰、八角金盘和棕榈的叶面积、叶长、叶宽偏大,比叶面积偏小。因此,叶面积大的植物,单位叶面积滞尘能力强;比叶面积大的植物,单位叶面积滞尘能力弱。乔-草和乔-灌复式配置模式绿地的滞尘能力较好,而草坪的滞尘能力最差。(3)在没有植物绿篱时,0~5 min、5~15 min、15~30 min、30~60 min,超细颗粒的自然衰减速率分别为258.89个/(cm~3·s)、73.33个/(cm~3·s)、59.81个/(cm~3·s)、22.77个/(cm~3·s)。放入植物绿篱后,在0~5 min、5~15 min、15~30 min、30~60 min,超细颗粒衰减速率分别为241.67~386.67个/(cm~3·s)、54.17~123.83个/(cm~3·s)、22.00~78.00个/(cm~3·s)、14.36~27.19个/(cm~3·s),植物绿篱加速了超细颗粒的沉降。(4)超细颗粒在13种植物叶面的干沉降速率变化于4.05×10-4~6.47×10-3 cm/s。其中,女贞的超细颗粒干沉降速率最大,为6.47×10-3 cm/s;槐次之,为6.08×10-3 cm/s;毛梾最小,为4.05×10-4 cm/s。随叶面积指数的增大,超细颗粒干沉降速率与单位叶面积滞尘量的变化规律具有差异。颗粒物初始浓度升高,超细颗粒数量浓度衰减速率增大,超细颗粒干沉降速率与单位叶面积滞尘量增大。
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